Все научные статьи
Игнатенко Ю.В., Игнатенко И.Ю., Тряпицин В.Н. Измерение отклонения лазерного луча вблизи поверхности Земли
Научная статья
Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 696аа поверхности Земли
Игнатенко Ю.В. (1), Игнатенко И.Ю. flglg@bk.ru) (2), Тряпицын В.Н. (1)
1.а Крымская лазерная обсерватория ГАО НАН Украины, АР Крым, пгт. Кацивели,
Украина,
2.а Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и
радиотехнических измерений, Московская область, п. Менделеево, Россия
В процессе проведения лазерной локации искусственных спутников Земли было установлено [1, 2], что существует аномальное отклонение луча при локации ИСЗ в околоземном пространстве. Не исключено такое же явление и в непосредственной близости от поверхности Земли, если это явление носит всеобщий характер. Для ответа на поставленный вопрос была предпринята специальная работа.
Установка представляла собой автоколлимационную оптическую систему (рис.1). Объектив высокого качества с фокусным расстоянием 1600 мм и диаметром 150 мм. В качестве излучателя использовался непрерывный гелий-неоновый лазер. Луч лазера вводился в установку через согласующую рассеивающую линзу с помощью делительного кубика и направлялся вдоль главной оптической оси объектива. Наличие делительного кубика позволяло одновременно направлять на отражатель и наблюдать отражённое от отражателя лазерное излучение, измерять отклонение от первоначального направления с помощью окулярного микрометра.
Коллиматор Трипель-призм;
азер
ж^ж^А
Hi
и-
Призма
Согласующая линза
3-.Ч
Делительный кубик |
Катафот |
Окулярный миквометв
Рис. 1. Оптическая схема установки.
Направление излучения,а сформированного коллиматором,
определялосьаа саа помощьюаа высокоточногоаа уголковогоаа отражателя.аа Пучок лазерного излучения диаметром 8 мм, выходящий из объектива коллиматора
Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 697аа Для измерения угла отклонения лазерного пучка от первоначального (нулевого) направления перекрестие окулярного микрометра совмещалось с центром изображения лазерного пучка на отражателе. Это не трудно было сделать, поскольку изображение пучка на отражателе имело форму круга. Отсчёты снимались со шкалы окулярного микрометра с точностью до 1 мкм. При сравнительно небольшом опыте оператора такая точность измерений вполне доступна.
Измерения производились по двум направлениям: горизонтальному (х), и
вертикальномуаа (у),аа чтоаа позволилоаа определятьаа истиннуюаа величинуаа и
направлениеаа вектор смещения.аа Уголаа отклоненияаа луч определялсяаа по
формуле
А/
tgcp = -(1)
где А/ - отсчет по микрометру, величина Ъ находилась по формуле
а Р(2)
F- фокусное расстояние объектива установки,
от- размер калибра, установленного в плоскости отражателя,
Р - размер изображения калибра а, измеренного с помощью окулярного
микрометра. Учитывая малость угла <р, формулу (2) без уменьшения точности можно представить в виде
А/
* = Т(3)
Проведённые таким образом калибровочные измерения показали, что 1 мкм соответствует угол в 0,127".
Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 698аа
5,00а 7,00а 9,00 11,00аа 13,00аа 15,00аа 17,00аа 19,00аа 21,00аа 23,00аа 25,00аа 27,00
Время, час по Гринвичу Рис. 2. Результаты измерений 29 марта 2006 года.
Результаты измерений 29.03.2006 г.
Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 699аа
а) о
Ё
X 01
X
о
а:
ё
е; о
8 -1 |
Угол |
||||||
6 - |
Х Угол |
||||||
1 |
|||||||
0 - |
|||||||
10
12
14а 16
Время по Гринвичу
18
20
22
Рис. 3. Результаты измерений 5 июля 2006 года.
Результаты измерений 27.01.2006 г.
6,00
01
о
с.
><а 4,00
к
S X 01
X
о
2,00
е; о
0,00
-Угс |
|||||||||||||||||||
8,00
12,00 16,00 20,00
Время, час по Гринвичу
24,00
28,00
Рис. 4. Результаты измерений 27 января 2006 года. Отметим, что атмосферная турбулентность (если она возникает) отличается тем, что флуктуации и скорости, и плотности, и температуры имеют, во-первых, более высокие характерные частоты [3] и, во-вторых, приводят к незначительному размытию контура изображения лазерного пучка на поверхности отражателя [4]. Поэтому измерения проводились в те периоды, когда изображение и относительное положение лазерного пучка на поверхности отражателя не изменялось в течение нескольких десятков секунд. Поэтому характер полученных результатов объяснять влиянием атмосферной турбулентности, на наш взгляд, неправомерно.
В заключение отметим, что наблюдаемый эффект отклонения луча лазерного излучения устойчив. Он не зависит ни от температуры окружающей среды, ни от погодных условий (дождь, снег или ясно). Это явление имеет, по-видимому, одну физическую природу с явлением отклонения света при лазерной локации искусственных спутников Земли [1, 7] возникающего в результате возможного сложного движения светоносной среды. Полученные результаты не противоречат результатам, опубликованным ранее другими авторами [5]. Более того, количественные оценки с достаточной точностью совпадают с результатами работы [6].
Литература
- Игнатенко Ю.В., Тряпицин В.Н., Игнатенко И.Ю. Измерение скоростной аберрации при локации искусственных спутников Земли. Проблемы управления и информатики, №2, 2004, с. 103 - 106.
- Игнатенко Ю.В., Тряпицин В.Н., Игнатенко И.Ю. Аномальное отклонение лазерного луча при лазерно-локационных измерениях. Сборник тезисов. VI Украинская конференция по космическим исследованиям, 3-10 сентября 2006 г. НЦУИКС, Евпатория.
- И.О.Хинце. Турбулентность. М.:Физматгиз, 1963.
- Рытов, СМ. Кравцов, Ю.А., Татарский, В.И. Введение в статистическую радиофизику 4.2. Случайные поля Ч М.:Наука, 1978.
- А.А.Майкельсон, Э.В.Морли. Об относительном движении Земли и светоносном эфире.//Эфирный ветер. Сб. ст. под ред. д.т.н. В. А. Ацюковского - М.:Энергоатомиздат, 1993.
- Миллер Д.К. Эксперименты по эфирному ветру и определение абсолютного движения Земли.//Эфирный ветер. Сб. ст. под ред. д.т.н. В.А. Ацюковского - М.:Энергоатомиздат, 1993.
- Игнатенко Ю.В., Тряпицин В.Н., Игнатенко И.Ю. Отклонение света от заданного направления в околоземном космическом пространстве. Электронный журнал "Исследовано в России", 034, 344-353, 2009.
Все научные статьи